Электрическое поле

3.2K

Они невидимы глазу, но могут заставить предметы двигаться без касания. Они находятся вокруг нас повсюду, создавая силу, даже когда мы этого не видим. Они существуют благодаря заряженным частицам и могут быть как слабыми, так и сильными. Что это? Конечно же, электрические поля!

Определение и свойства электрического поля

Электрическое поле

Электрические поля можно изобразить с помощью силовых линий.

Свойства электрического поля

Направление. Векторы напряжённости поля указывают от положительных зарядов к отрицательным.
Сила. Напряжённость поля Е показывает, с какой силой поле будет действовать на единичный положительный заряд.
Линейность. Поля нескольких зарядов складываются по правилу суперпозиции, то есть результирующее поле равно векторной сумме полей от всех зарядов.
Энергия. Электрическое поле обладает энергией и может передавать её зарядам, заставляя их двигаться.

Закон Кулона

Закон Кулона описывает силу взаимодействия между двумя неподвижными электрическими зарядами. Этот закон был установлен в 1785 году французским физиком Шарлем Огюстеном Кулоном, который разработал специальный прибор — крутильные весы, чтобы измерить силу электрических взаимодействий.

Закон Кулона

Сила притяжения или отталкивания между зарядами прямо пропорциональна произведению их величин и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними

, где

F — сила взаимодействия [Н],

q₁ и q₂ — величины зарядов [Кл], r — расстояние между ними [м], k ≈ 9х10⁹ — коэффициент пропорциональности [H⋅m²/Кл²].

Закон Кулона объясняет, почему заряженные предметы притягиваются к незаряженным, например, как электризация может заставить кусочки бумаги притягиваться к пластиковым объектам. Также на его основе работают многие электрические устройства, такие как конденсаторы, которые используются в бытовой технике и электронике.

178.1K

Какая профессия тебе подходит? Узнай за 10 минут!

Получи больше пользы от Skysmart:

Подтяни оценки на курсах по физике.
Выбирай из 890+ репетиторов по физике.
Записывайся на бесплатные курсы для детей.

Напряжённость электрического поля

Напряжённость электрического поля

Напряжённость обозначают буквой E, и она измеряется в Ньютонах на Кулон (Н/Кл) или в Вольтах на метр (В/м).

Если заряд q создает в точке поле, то напряжённость E в этой точке определяется как:

, где

F — сила, действующая на заряд [Н], q — заряд [Кл].

Из этой формулы можно выразить электрическую силу, действующую на заряд:

Для точечного заряда напряжённость электрического поля равна:

, где

Q — заряд, создающий поле [Кл], r — расстояние от заряда до точки измерения [м], k ≈ 9х10⁹ — коэффициент пропорциональности [H⋅m²/Кл²].

Напряжённость помогает понять, как заряды будут двигаться в поле и рассчитать поведение электронов в электроприборах, что необходимо для работы конденсаторов, электронных ламп и других устройств.

Принцип суперпозиции полей

Принцип суперпозиции электрических полей

Это означает, что электрические поля от нескольких зарядов накладываются друг на друга, не изменяя своих индивидуальных характеристик. Для точек, в которых поля создаются несколькими зарядами q1,q2,…,qn результирующая напряжённость E в этой точке будет равна:

Принцип суперпозиции используется при расчёте полей сложных конфигураций зарядов и в электростатике для анализа распределения полей внутри конденсаторов, катушек и проводов.

Понимание свойств электрических полей помогает лучше разобраться в окружающем мире, от работы электротехники до природных явлений, таких как молнии. Если вы хотите не просто изучить теорию, но и освоить решение задач на практике, приглашаем вас записаться на курс подготовки к ЕГЭ по физике в школе Skysmart! Мы разберём сложные темы и навсегда избавимся от страха перед экзаменами и физическими задачами. Ждем вас на занятиях!